[發(fā)明專利]線性調(diào)頻多光束激光外差測量角度的裝置及方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410206103.3
• 申請日: 2014-05-15
• 公開（公告）號: CN103940405A
• 公開（公告）日: 2014-07-23
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李彥超;布因嘎日迪;楊九如;冉玲苓;楊瑞海;杜軍;丁群;王春暉;馬立峰;于偉波
• 申請（專利權(quán)）人: 黑龍江大學(xué)
• 主分類號: G01C1/00
• 分類號: G01C1/00
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務(wù)所 23109
• 代理人: 張利明

1.線性調(diào)頻多光束激光外差測量角度的裝置，其特征在于，它包括：線性調(diào)頻激光器(1)、平面標準鏡(4)、會聚透鏡(5)和光電探測器(6)；

線性調(diào)頻激光器(1)輸出的線性調(diào)頻激光入射到平面標準鏡(4)上，且入射角θ₀為銳角；

平面標準鏡(4)前表面的一面將該激光分束成一號反射光和折射光，平面標準鏡(4)前表面的一面將該一號反射光反射至?xí)弁哥R(5)上，平面標準鏡(4)前表面將該折射光折射至平面標準鏡(4)的后表面，該折射光經(jīng)該平面標準鏡(4)的后表面與前表面的另一面多次反射后獲得多束二號反射光，該多束二號反射光經(jīng)該平面標準鏡(4)的前表面透射之后，與一號反射光通過會聚透鏡(5)匯聚至光電探測器(6)的光敏面上。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的線性調(diào)頻多光束激光外差測量角度的裝置，其特征在于，它還包括：信號處理系統(tǒng)(7)，信號處理系統(tǒng)(7)的電信號輸入端連接光電探測器(6)的電信號輸出端；

信號處理系統(tǒng)(7)中嵌入有軟件實現(xiàn)的模塊，所述模塊包括以下單元：

采集光電探測器(6)輸出的光電流I的采集單元；

對光電探測器(6)輸出的光電流I進行濾波，從而獲得中頻電流I_IF的濾波單元；

利用中頻電流I_IF獲得干涉信號的頻率f_p的單元；

利用干涉信號的頻率f_p獲得入射角θ₀的單元。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的線性調(diào)頻多光束激光外差測量角度的裝置，其特征在于，它還包括：濾波器(7-1)、放大器(7-2)、A/D轉(zhuǎn)換器(7-3)和DSP(7-4)；

光電探測器(6)的電信號輸出端連接濾波器(7-1)的電信號輸入端，濾波器(7-1)的信號輸出端連接放大器(7-2)的信號輸入端，放大器(7-2)的放大信號輸出端連接A/D轉(zhuǎn)換器(7-3)的模擬信號輸入端，A/D轉(zhuǎn)換器(7-3)的數(shù)字信號輸出端連接DSP(7-4)的數(shù)字信號輸入端；

所述DSP(7-4)中嵌入有軟件實現(xiàn)的模塊，所述模塊包括以下單元：

采集A/D轉(zhuǎn)換器(7-3)輸出的中頻電流I_IF的信號采集單元；

利用中頻電流I_IF獲得干涉信號的頻率f_p的單元；

利用干涉信號的頻率f_p獲得入射角θ₀的單元。

4.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的線性調(diào)頻多光束激光外差測量角度的裝置，其特征在于，它還包括：第一反射鏡(2)和第二反射鏡(3)；

線性調(diào)頻激光器(1)輸出的激光入射到第一反射鏡(2)上，第一反射鏡(2)將該激光反射至第二反射鏡(3)上，第二反射鏡(3)將該激光反射至平面標準鏡(4)上，且入射角θ₀為銳角。

5.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的線性調(diào)頻多光束激光外差測量角度的裝置，其特征在于，所述干涉信號的頻率f_p為：

fp=2pkndcosθπc=Kpcosθ,]]>

其中，p為非負整數(shù)，為調(diào)頻帶寬的變化率，T為調(diào)頻周期，△F為調(diào)頻帶寬，n為平面標準鏡(4)的折射率，d為平面標準鏡(4)的厚度，θ為平面標準鏡折射角，c為入射激光的光速，K_p表示中頻外差信號的頻率與折射角θ余弦之間的比例系數(shù)。